In essenza, l'utensili di a machina hè un strumentu per a macchina per guidà u percorsu di l'uttellu - micca da una guida diretta, manuale, cum'è l'arnesi manuale è quasi tutti l'arnesi umani, finu à chì a ghjente hà inventatu a macchina.
U cuntrollu numericu (NC) si riferisce à l'usu di logica programmable (dati in forma di lettere, numeri, simboli, parolle o cumminazzioni) per cuntrullà automaticamente l'utensili di machining. Prima ch'ellu apparisse, i strumenti di trasfurmazioni eranu sempre cuntrullati da l'operatori manuali.
U cuntrollu numericu di l'urdinatore (CNC) si riferisce à l'inviu di struzzioni codificate accuratamente à u microprocessore in u sistema di cuntrollu di l'utensili di machining, in modu di migliurà a precisione è a coerenza. CNC chì a ghjente parla oghje quasi tutti si riferisce à fresatrici cunnessi à l'urdinatori. Tecnicamente parlante, pò esse usatu per discrìviri ogni macchina cuntrullata da un urdinatore.
In u seculu passatu, assai invenzioni anu pusatu i fundamenti per u sviluppu di e macchine utensili CNC. Quì, fighjulemu quattru elementi basi di u sviluppu di a tecnulugia di cuntrollu numericu: i primi strumenti di machina, carte punch, servomeccanismi è lingua di prugrammazione automatica (APT).
I primi strumenti di machina
Duranti a seconda rivuluzione industriale in Gran Bretagna, James Watt hè statu elogiatu per a creazione di u mutore di vapore chì hà alimentatu a rivoluzione industriale, ma hà scontru difficultà in a fabricazione di l'accuratezza di cilindri di u mutore di vapore finu à u 1775, John Johnwilkinson hà criatu ciò chì hè cunnisciutu com'è a prima macchina arnesi di u mondu. per i cilindri di mutore di vapore noioso è hè stata risolta. Sta machina boring hè ancu cuncepitu da Wilkinson basatu annantu à u so cannone originale;
Carta perforata
In u 1725, Basile bouchon, un travagliadore tessili francese, hà inventatu un metudu di cuntrullà i telai utilizendu dati codificati nantu à nastri di carta attraversu una seria di buchi. Ancu s'ellu hè rivoluzionariu, u svantaghju di stu metudu hè ancu evidenti, vale à dì, hà sempre bisognu di l'operatori. In u 1805, Joseph Marie jacquard hà aduttatu stu cuncettu, ma hè statu rinfurzatu è simplificatu cù l'usu di carte perforate più forti disposte in sequenza, automatizzandu cusì u prucessu. Queste carte perforate sò largamente cunsiderate cum'è a basa di l'informatica muderna è marcanu a fine di l'industria di l'artigianatu in casa in u tissutu.
Curiosamente, i telai jacquard eranu resistuti da i tessitori di sita in quellu tempu, chì anu preoccupatu chì questa automatizazione li privassi di u so travagliu è di a vita. Anu brusgiatu ripetutamente i telai messi in pruduzzione; In ogni casu, a so resistenza hè stata inutile, perchè l'industria hà ricunnisciutu i vantaghji di i telai automatizati. In u 1812, 11000 telai jacquard eranu in usu in Francia.
E carte perforate sò sviluppate à a fine di u 1800 è truvaru assai usi, da u telegrafu à u pianoforte automaticu. Ancu se u cuntrollu meccanicu hè statu decisu da i primi carte, l'inventore americanu Herman Hollerith hà criatu un tabulatore elettromeccanicu di carte punch, chì hà cambiatu e regule di u ghjocu. U so sistema hè statu patentatu in u 1889, quandu travagliava per u Census Bureau di i Stati Uniti.
Herman Hollerith hà fundatu a cumpagnia di tabulatori in u 1896 è si fusiona cù quattru altre cumpagnie per stabilisce IBM in u 1924. In a seconda mità di u XXu seculu, i carte perforate sò stati prima utilizati per l'input di dati è l'almacenamiento di l'urdinatori è e macchine di cuntrollu numericu. U furmatu uriginale hà cinque fila di buchi, mentre chì e versioni successive sò sei, sette, ottu o più fila.
Meccanisimu servo
U mecanismu Servo hè un dispositivu automaticu, chì usa feedback induttivi d'errore per correggerà u funziunamentu di a macchina o di u mecanismu. In certi casi, servo permette i dispusitivi high-putere à esse cuntrullati da i dispusitivi cù putenza assai più bassu. U mekanismu servo hè cumpostu di un dispusitivu cuntrullatu, un altru dispusitivu chì dà cumandamenti, un strumentu di deteczione di errore, un amplificatore di signali d'errore è un dispositivu (servomotor) chì corregge l'errore. I sistemi servo sò generalmente usati per cuntrullà variabili cum'è a pusizione è a velocità, è i più cumuni sò elettrici, pneumatici o idraulichi.
U primu mekanismu servo ilettricu fù fundata da H. calendariu in Gran Bretagna in 1896. By 1940, MIT criatu un laboratoriu servo spiciali, chì urigginariu da u crescente attinzioni di u Dipartimentu di ingegneria ilettricu à stu tema. In a machining CNC, u sistema servo hè assai impurtante per ottene a precisione di tolleranza necessaria da u prucessu di machining automaticu.
Strumentu di prugrammazione automatica (APT)
Strumenta di prugrammazione autumàticu (APT) hè natu in u servo meccanicu Laboratoriu di l'Istitutu di tecnulugia di Massachusetts in 1956. Hè un successu criativu di u gruppu di l'applicazioni di l'informatica. Hè un linguaghju di prugrammazione d'altu livellu faciule d'utilizà, chì hè specialmente utilizatu per generà struzzioni per e macchine utensili CNC. A versione originale era prima di FORTRAN, ma e versioni più tardi sò stati riscritti cù Fortran.
Apt hè una lingua creata per travaglià cù a prima macchina NC di MIT, chì hè a prima macchina NC di u mondu. Allora cuntinuò à diventà u standard di prugrammazione di l'utillita cuntrullata da l'urdinatore, è hè stata largamente utilizata in l'anni 1970. In seguitu, u sviluppu di l'apt hè statu sustinutu da a forza aerea è hè statu eventualmente apertu à u settore civile.
Douglas T. Ross, u capu di u gruppu di l'applicazioni di l'informatica, hè cunnisciutu com'è u babbu di l'apt. In seguitu hà inventatu u terminu "disegnu assistitu da computer" (CAD).
A nascita di cuntrollu numericu
Prima di l'emergenza di e macchine utensili CNC, u primu hè u sviluppu di e macchine utensili CNC è i primi utensili CNC. Ancu s'ellu ci sò parechje diffirenzii in e diverse descrizzioni di i dettagli storichi, a prima macchina CNC ùn hè micca solu una risposta à e sfide di fabricazione specifiche affrontate da l'armata, ma ancu un sviluppu naturali di u sistema di carte punch.
"U cuntrollu digitale marca l'iniziu di a seconda rivoluzione industriale è l'arrivu di l'era scientifica in quale u cuntrollu di e machini è i prucessi industriali cambierà da bozze imprecise à precise". - Associu di ingegneri di fabricazione.
L'inventore americanu John T. Parsons (1913 - 2007) hè cunsideratu cum'è u babbu di u cuntrollu numericu. Hà cuncipitu è implementatu a tecnulugia di cuntrollu numericu cù l'aiutu di l'ingenieru di l'aeronautica Frank L. stulen. Cum'è u figliolu di un fabricatore in Michigan, Parsons hà cuminciatu à travaglià cum'è assembler in a fabbrica di u babbu à l'età di 14. In seguitu, pussede è hà operatu una quantità di piante di fabricazione sottu a cumpagnia di a famiglia Parsons Manufacturing Company.
Parsons hà a prima patente NC è hè stata scelta in u National Inventors Hall of fame per u so travagliu pioniere in u campu di u cuntrollu numericu. Parsons hà un totale di 15 patenti, è altri 35 sò cuncessi à a so impresa. A sucetà di l'ingegneri di fabricazione hà intervistatu Parsons in u 2001 per chì tutti cunnoscenu a so storia da a so perspettiva.
L'agenda iniziale di NC
1942:John T. Parsons hè stata subcontrata da Sikorsky Aircraft per a fabricazione di pale di rotor di l'helicopteru.
1944:per via di u difettu di cuncepimentu di u fasciu di l'ala, una di e prime 18 lame chì anu fabricatu hà fallutu, risultatu in a morte di u pilotu. L'idea di Parsons hè di punch the rotor blade with metal per rende più forte è rimpiazzà a cola è i viti per attache l'assemblea.
1946:a ghjente vulia creà un strumentu di fabricazione per pruduce lame cù precisione, chì era una sfida enormosa è cumplessa per e cundizioni in quellu tempu. Per quessa, Parsons hà assuciatu à l'ingegnere di l'aeronautica Frank Stulen è hà furmatu una squadra di ingegneria cù trè altre persone. Stulen hà pensatu à utilizà carte perforate IBM per determinà u livellu di stress nantu à a lama, è anu allughjatu sette macchine IBM per u prugettu.
In u 1948, l'ughjettu di cambià facilmente a sequenza di u muvimentu di l'utensili autumàticu hè stata ottenuta in dui maneri principali - paragunatu cù solu stabilisce una sequenza di muvimentu fissu - è hè realizatu in dui modi principali: cuntrollu di traccia è cuntrollu digitale. Comu si pò vede, u primu ci vole à fà un mudellu fisicu di l 'uggettu (o almenu un drawing cumpleta, cume Cincinnati cable tracer telefonu hydropower). U sicondu ùn hè micca di cumplettà l'imaghjini di l'ughjettu o parte, ma solu per astrattu: mudelli matematichi è struzzioni di macchina.
1949 :a forza aerea di i Stati Uniti hà bisognu di l'aiutu di a struttura d'ala ultra precisa. Parsons hà vindutu a so macchina CNC è hà guadagnatu un cuntrattu di $ 200000 per fà una realità.
1949 :Parsons è stulen sò stati travagliendu cù Snyder machine & tool Corp. à sviluppà machini è s'avvede ch'elli avianu bisognu di servo motors à fà machini u travagliu accurately. Parsons subcontrated u servo system di "card-a-matic fresatrice" à u servo meccanicu Laboratory di Massachusetts Institute of Technology.
1952 (maghju): Parsons hà dumandatu un brevettu per "dispositiu di cuntrollu di u mutore per u posizionamentu di e macchine utensili". Hà cuncessu u brevettu in u 1958.
1952 (aostu):in risposta, u MIT hà dumandatu una patente per "sistema servo di cuntrollu numericu".
Dopu a Siconda Guerra Munniali, l'Air Force di i Stati Uniti hà firmatu parechji cuntratti cù Parsons per sviluppà più l'innuvazione di machining NC fatta da u so fundatore John Parsons. Parsons era interessatu à l'esperimenti chì sò realizati in u Laboratoriu di u servore di u MIT è prupostu chì u MIT diventenu un subcontractor di prughjettu in u 1949 per furnisce un sapè fà in u cuntrollu automaticu. In i prossimi 10 anni, u MIT hà guadagnatu u cuntrollu di tuttu u prugettu, perchè a visione di "controllu di strada cuntinuu à trè assi" di u laboratoriu servo rimpiazzatu u cuncettu originale di Parsons di "cut in cutting positioning". I prublemi sempre formanu a tecnulugia, ma sta storia speciale arregistrata da u storicu David noble hè diventata una tappa impurtante in a storia di a tecnulugia.
1952:MIT hà dimustratu u so sistema di cinturione perforatu 7-rail, chì hè cumplessu è caru (250 tubi di vacuum, 175 relè, in cinque armari di dimensioni frigorifere).
La fresatrice CNC originale del MIT nel 1952 era l'idro Tel, una società di fresatura a 3 assi di Cincinnati modificata.
Ci sò sette articuli nantu à a "macchina autoregulante, chì rapprisenta una rivoluzione scientifica è tecnulugica chì formarà in modu efficace u futuru di l'umanità" in a rivista "control automaticu" di Scientific American in settembre di u 1952.
1955:I cuntrolli di Concord (cumposti da i membri di a squadra originale di u MIT) anu creatu numericard, chì rimpiazzà a cinta perforata nantu à i machini MIT NC cù u lettore di cinta sviluppatu da GE.
Conservazione di cinta
1958:Parsons hà ottenutu u brevettu US 2820187 è hà vindutu a licenza esclusiva à Bendix. IBM, Fujitsu è General Electric sò tutti ottenuti sub-licenzii dopu avè cuminciatu à sviluppà e so macchine.
1958:MIT hà publicatu un rapportu nantu à l'ecunumia NC, chì hà cunclusu chì a machina NC attuale ùn hà micca veramente risparmià u tempu, ma trasfirìu a forza di travagliu da l'attellu di a fabbrica à e persone chì facianu cinture perforate.
Tempu di post: Jul-19-2022